Még nem kell temetni a hagyományos szerszámgépeket

Az additív technológiák jelentik majd a habot a tortán az idei EMO kiállításon

2017. augusztus 30., szerda, 06:00

Címkék: 3D nyomtatás additív gyártás digitális prototípus digitalizálás EMO Hannover nx Siemens NX Siemens PLM szerszámgép szerszámgépipar

Az egész világ a 3D nyomtatásról, az additív és rétegről rétegre építkező generatív technológiákról beszél. Mindazonáltal messze vagyunk még attól, hogy a hagyományos szerszámgépeket nyugdíjba küldhessük. Az EMO Hannover 2017 szakkiállítás az alternatív gyártástechnikai módszerek egész tárházát mutatja be a látogatóknak – de a kiállított gépek zöme még a hagyományos megmunkálási folyamatokra épül.

Fruth Carl elérte, amit akart. Nemcsak népszerűsítheti a rétegről rétegre épülő technológiákat, de egy 2017 áprilisában megrendezett Technológiai Nap keretében a FIT AG (Fruth Innovative Technologies) az új irodaház megnyitása mellett megnyitotta a „világ első additív gyárát” is. „A FIT gyár még nemzetközi összehasonlításban is egyedülálló a gyártókapacitás és az automatizálási technológia szempontjából, és azt célozza, hogy referenciaként szolgáljon a FIT-csoport további additív gyártólétesítményeihez” – jelentette ki Carl Fruth, az igazgatótanács elnöke. Az additív gyártás úttörője már egy évtizeddel ezelőtt biztos volt abban, hogy a rétegről rétegre építkező technológiák majdan mindennapossá válnak az ipari gyártási műveletekben, a maró- vagy fröccsöntő gépek jelentősége pedig óhatatlanul csökkenésnek indul.

De még mindig messze vagyunk attól, hogy a „minden gépek atyját” (vagyis a hagyományos szerszámgépet) temetni tudjuk. Erről az EMO kiállítás pavilonjait járva is bizonyosságot nyerhetünk. Az additív gyártás az individualizált tömeggyártásban történő szélesebb körű elfogadásának egyik legfőbb akadálya Carl Fruth szerint a „termékre szabott gyártósorok hiánya” volt. Ez sokat változott időközben. „Számos ügyfelünk használná az additív gyártást a meglévő alkatrészek pótlására – mondta Carl Fruth. – De ez egyelőre csak az esetek kis számában lehetséges. Általában új alkatrész kifejlesztésére van szükség, és nagyon gyakran a rendszer szomszédos alkotóelemeit is át kell tervezni. Sok céget elriasztanak a felmerülő költségek, és természetesen az új gyártástechnológia speciális fejlesztési kompetenciát is feltételez.”

Tervezőmérnökök új generációja

Ha a hagyományos tervezési metódusok felett már eljárt az idő, akkor merül fel az igény tervezőmérnökök új generációjára, akik funkcióorientált gondolkodást hoznak magukkal. A tervezési fázisban nemcsak a geometriát, hanem az anyagi tulajdonságokat és az összetevők költségeit is pontosan kell meghatározni. Ez a komplexitás speciális képzést és tapasztalatot feltételez. Jelenleg nem is létezik olyan szoftvereszköz, amely minden szükséges funkciót tartalmaz, a cégeknek ezért különböző forrásból származó, komplex szoftvereszközökkel kell dolgozniuk, így az egyik eszközről a másikra történő átállás során gyakran információkat vesztenek. Amennyiben egy alkatrészfejlesztés során nyolc iterációra is szükség lehet, nyilvánvalóvá válnak a többletköltségek.

Az ehhez szükséges kompetenciák nem egyetlen tervezőmérnökben, hanem egy csapatban vannak meg. A hagyományos vállalatoknál az érintett kompetenciák a különböző szervezeti egységek között oszlanak meg, a helyzetet pedig súlyosbítja az előjogok és a bizonytalanság kérdése. Az innovatív cégek azonban a lehetőséget is meglátják. „Támogatjuk ügyfeleinket ebben a folyamatban, és alkatrészről alkatrészre képezzük őket abban, hogy maximális hatékonyságot érjenek el az additív tervezésben – magyarázta Carl Fruth. – Ezért nevezzük ezeket a termékeket ADM- (Additive Design és Manufacturing – additív tervezés és gyártás) termékeknek is.”

Ha az automatizált folyamatláncokról (mint Achilles-sarkokról) esik szó, Carl Fruth megjegyzi: „A termékeknek nincs digitális specifikációja, ezért nem terjed kellő mértékben az ipar 4.0 koncepció, és ezért nem működik megfelelően az automatizálás. Ha mindent manuálisan kell automatizálni és optimalizálni, akkor a tömeggyártás hagyományos formái elavultnak számítanak. Abban semmi alapvetően új megközelítés nincs, hogy a gyártósoron ember, vagy robot forgatja a terméket. Mindaddig, amíg a termék definiálásához egy rajzra és magyarázó szövegekre van szükség, az ipar 4.0 nem válik átütő erővé. Ebben az összefüggésben nem fontos, hogy van-e PDF-fájl a szóban forgó specifikációhoz – itt gépileg olvasható specifikációkról és a teljesen automatizált megvalósításról kellene beszélnünk. Néhány korábbi gyenge pont – például a folyamatok megismételhetősége, a tömeggyártás minőségbiztosítása vagy megbízható szimulációs módszerek hiánya – azonban szinte teljesen megszüntetésre került.”

Több technológia osztozik a piacon

Az elkerülhetetlen kérdésre, miszerint elhagyhatók lesznek-e hamarosan a hagyományos szerszámgépek, nem kapunk egyértelmű választ. „Az alkatrészek egy folyamatláncban kerülnek legyártásra, ez igaz ma, és igaz marad holnap is – mondta Carl Fruth. – Az új gyártási technológiák esetében is szükség van minőség-ellenőrzésre; ebben az összefüggésben nincs jelentősége, hogy ez minden egyes termékre, vagy csak minden ötvenedikre vonatkozik. Ezért nem gondolom, hogy a meglévő technológiák lecserélhetők.” A CNC-vezérelt folyamatok nagyon rugalmasan használhatók, és mindegyik saját piaccal rendelkezik. A kérdést inkább úgy kell feltennünk, hogy: „Mi a potenciális piaci részesedése az egyes technológiáknak?” A különféle additív gyártási technológiák részesedése jelenleg olyan kicsi, hogy az csak növekedni tud. Carl Fruth ugyanakkor úgy véli, hogy a CNC-vezérelt folyamatok piaca egyre növekszik a szerszámhoz kapcsolódó gyártási technológiák egyéb, rendkívül emberfüggő folyamatainak rovására.

A közelgő EMO Hannover mind a legmodernebb CNC-alapú termelési technológiákat, mind az innovatív potenciális termékeket bemutatja majd. Az additív technológia számos berendezés- és alapanyaggyártója jelen lesz a kiállításon.

Harmonizált szoftvermegoldások az additív gyártásban

A közelmúltban mutatta be a Siemens PLM Software az additív gyártáshoz kifejlesztett új megoldását, amely integrált szoftvercsomagot tartalmaz a tervezéshez, a szimulációhoz, a digitális gyártáshoz, valamint az adatok és a folyamatok kezeléséhez. Az új eszköz lehetővé teszi a generatív tervezés automatizálását a topológiai optimalizálás új funkciói alapján. A topológiai optimalizálás gyakran olyan organikus formákhoz vezet, amelyeket egy tervezőmérnök nem valószínű, hogy magától ki tudna gondolni, és legyártásuk hagyományos gyártási módszerekkel nagyon bonyolult, vagy egyenesen lehetetlen lenne. Az új szoftver lehetséges felhasználói célcsoportjai közé tartozik az autóipar, a repülőgépipar és az orvosi technológia.

A „forradalmi” megoldásról és annak lehetséges alkalmazási területeiről Peter Scheller, a Siemens PLM Software marketingigazgatója beszélt: „Egy következetesen harmonizált platformról beszélünk. A konvergenciamodellezési technológiánkat alapul véve építettük be az NX szoftverbe a 3D nyomtatáshoz szükséges összes termékfejlesztési lépést a szkenneléstől egészen a tényleges nyomtatásig. A 3D nyomtatás területén számos egyedi megoldás létezik különböző iparágak számára akár a nyomtatógyártóktól, akár más szereplőktől. A mi megoldásunk fontos eleme, hogy az összes folyamatelemet egy központi felhasználói felülethez integráltuk, ahol mind a geometria, mind a nyomtatási útvonal generálása biztonságos adatformátumban tárolódik.”

Ezen túlmenően a Siemens PLM Software egy új online együttműködési platform terveit is bemutatta, amely a gyártó szektor globális együttműködésére ad lehetőséget. A vállalat deklarált célja, hogy az „igény szerinti” termékterveket és 3D nyomtatási műveleteket könnyebben hozzáférhetővé tegye a feldolgozóipar számára. „A tömegtermelésben a 3D nyomtatás még nem igazán terjedt el – mondta Peter Scheller. – Eleve a prototípusgyártásra hozták létre, ezért eddig túlnyomórészt erre a célra is használták. De itt is közeledünk egy küszöbérték felé: a technológia kiemelkedik a »speciális« kategóriából, és egyre több cég fontolgatja annak a tömegtermelésben történő felhasználását, vagy már egyenesen be is vezette azt.” Ha ipari méretű additív gyártási folyamatról beszélünk, akkor rendkívül fontos a biztonságos adatformátum, hogy az alkatrészek megbízhatóan újra és újra ugyanabban a minőségben kerüljenek legyártásra. „Eddig nem létezett az általunk kifejlesztetthez hasonló platform – fejezte be Peter Scheller. – Az ipari termelési műveletekben különösen fontos, hogy az alkatrészeket digitális formában is leírjuk, mégpedig minél részletesebben. Ez feltétlenül szükséges a digitális ikerpár eléréséhez lekérdezések vagy üzemzavarok esetén, valamint a releváns okok kivizsgálásához.”

Walter Frick, szakújságíró

www.emo-hannover.de

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek